一种基于区域分割的大温差制造技术

本发明专利技术公开了一种基于区域分割的大温差

【技术实现步骤摘要】
一种基于区域分割的大温差、小体积热交换器及设计方法


[0001]本专利技术涉及换热装置产品设计
，具体是一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器及设计方法
。

技术介绍

[0002]随着绿色发展理念深入人心，节能环保要求越来越高，热交换器技术创新也日益加快
。
特别是在极端高温
/
低温应用场景，热交换器的极端承受温度
、
换热效率
、
耐久性等问题迎来了新挑战
。
通过合适的选材
、
合理的热传导和热阻设计等，设计出节能
、
高效的热交换器，助力“双碳”目标
。
[0003]目前，传统的壳管式热交换器以单程式为主，管程短，要实现高温供水必须提高一级热媒温度或延长换热器管程，导致热交换器体积大
、
成本增加使得其在空间受限的场合无法使用
。
[0004]因此，开发一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器是非常有必要的，在保证体积小的基础上，更大程度的满足工业或建筑中高温
/
低温流体的需求，实现速热，本专利技术可助力热交换器领域不断创新升级，将热交换器技术更好的融入低碳
、
绿色和高效的产业发展中
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器及设计方法，来解决实际使用中所遇到的问题
。
[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器及设计方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器，包括壳体和传热管束，所述壳体内设置有多个并排设置的传热管束，且壳体内固定连接有多个挡板，通过挡板将壳体内分成多个区域，所述壳体主要由两个相对设置的圆筒构成，且两个圆筒相对的一端均固定有所述筋板，筋板之间固定有中间垫片，两个圆筒的顶部均开设有冷媒进口且圆筒的底部均开设有冷媒出口，壳体的一侧顶部开设有热媒出口，且壳体的一侧底部开设有热媒进口，壳体的另一侧底部开设有排热媒口，壳体另一侧的顶部开设有补气口
。
[0009]优选的，所述挡板由多个并排设置的横向挡板和一个纵向挡板构成，且纵向挡板穿过每个横向挡板的中部并与横向挡板相互垂直，通过挡板的设置，将壳体内分为多个区域
。
[0010]基于上述换热器的具体设计选型方法如下：
[0011]第一步，根据应用场景确定管程中冷
/
热媒温度进出口温度
t1、t2，以及冷
/
热量
φ
k
；
[0012]第二步，确定热交换器壳程内的饱和温度
t
k
，饱和温度
t
k
包括蒸发温度和冷凝温
度；
[0013]第三步，按照公式计算出大温差
、
小体积热交换器管程内平均对数传热温差
Δ
t
m
；
[0014]第四步，根据管程中冷
/
热量
φ
k
，按照公式计算出大温差
、
小体积热交换器管程内冷
/
热媒流量
M
w
，式中，
c
p
为管程内流体的比热容，
Δ
t
w
＝
t2‑
t1为冷
/
热媒进出口温差；
[0015]第五步，根据经济因素和运行能耗因素，假定管程内经济流速
v
和管径
d
，根据管程内冷
/
热媒流量
M
w
，按照公式计算出每流程管束数目
m
，式中，
ρ
为管程内冷
/
热媒的密度；
[0016]第六步，根据冷
/
热量
φ
k
和平均对数传热温差
Δ
t
m
，按照公式
φ
k
＝
K
c
A
Δ
t
m
，计算出大温差
、
小体积热交换器的总换热面积
A
，式中，
K
c
为热交换器传热系数；
[0017]第七步，根据管程直径
d
和每流程管束数目
m
，按照公式计算出基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器内流程的总长度
L
；
[0018]第八步，根据流程的总长度
L
，按照公式计算出流程数
n
，式中
l
为每流程长度，根据流程数
n
，进行分区划分
。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020](1)
热交换器内优化管程，热媒和冷媒采用逆流的方式，延长对流流体换热时长，实现了长管程
、
小流量
、
大温差，满足低温
/
高温流体的需求，且系统稳定性更好
。
[0021](2)
颠覆性地采用全新的区域分割法，管程布置在各个区域内，使冷热流体在热交换器中分别以“S”型的方式流经各个分区，换热更充分，出水温度高，换热效率高，实用性强
。
附图说明
[0022]图1为一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器的结构示意图
。
[0023]图2为一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器中
A
‑
A
处的截面图
。
[0024]图3为一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器的右视图
。
[0025]如图所示：
1、
壳体；
2、
传热管束；
3、
挡板；
4、
筋板；
5、
中间垫片；
6、
冷媒进口；
7、
冷媒出口；
8、
热媒进口；
9、
热媒出口；
10、
排热媒口；
11、
补气口
。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器，包括壳体
(1)
和传热管束
(2)
，其特征在于，所述壳体
(1)
内设置有多个并排设置的传热管束
(2)
，且壳体
(1)
内固定连接有多个挡板
(3)
，通过挡板
(3)
将壳体
(1)
内分成多个区域，所述壳体
(1)
主要由两个相对设置的圆筒构成，且两个圆筒相对的一端均固定有所述筋板
(4)
，筋板
(4)
之间固定有中间垫片
(5)
，两个圆筒的顶部均开设有冷媒进口
(6)
且圆筒的底部均开设有冷媒出口
(7)
，壳体
(1)
的一侧顶部开设有热媒出口
(9)
，且壳体
(1)
的一侧底部开设有热媒进口
(8)
，壳体
(1)
的另一侧底部开设有排热媒口
(10)
，壳体
(1)
另一侧的顶部开设有补气口
(11)。2.
根据权利要求1所述的一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器，其特征在于，所述挡板
(3)
由多个并排设置的横向挡板和一个纵向挡板构成，且纵向挡板穿过每个横向挡板的中部并与横向挡板相互垂直
。3.
根据权利要求1或2所述的一种基于区域分割的大温差
、
小体积热交换器的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，根据应用场景确定管程中冷
/
热媒温度进出口温度
t1、t2，以及冷
/
热量
φ
k
；第二步，确定热交换器壳程内的饱和温度
t
k
，饱和温度
t
k
包括蒸发温...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁士民，高学锋，林春文，姚俊平，林均钊，江庚兴，向征，游家桥，吕章锦，
申请(专利权)人：广州能茵热泵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：